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  与非门抢答器的制作
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  • 时间:2005-10-27 10:04:01
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作者:吴建宁            文章来源:中国电子制作网             更新时间:2005-6-1

  抢答器一般有多个抢答输入端和一个复位端,当某一抢答输入端有信号输入,则显示这一路的抢答成功。抢答成功后的瞬间能封锁住每一个抢答输入端,使后面的抢答器信号不能进入抢答器,一直到复位控制信号有效,才能解除封锁,进行下一次抢答。

  抢答器电路的种类很多,本设计是一种电路结构功能非常清晰的电路。电路中只用到与门、或门等基本单元电路、基本RS触发器。适于学校等单位自制。

       电路结构及工作原理

  如图1所示,整个电路可分为信号输入控制电路、有效信号存储电路,输出驱动及指示电路。

  U3AU3D4个与非门是抢答信号输入控制门,只有U4B输出高电平,即G=1时,抢答信号才能通过这些控制门。

  有效信号存储电路是通过U1AU1B 8个与非门构成的4个基本RS触发器来实现。抢答开始前,主持人需按一下复位按钮Ks4个基本RS触发器被复位,Q1Q4输出为零。同时,按一下复位按钮Ks时,由U4AU4B组成的基本RS触发器被置1,即U4B输出高电平,Qs=1U3AU3D4个控制门打开。若无选手按下抢答按钮,即K1K4都未闭合时,由于R1R4 4个下拉电阻的作用,控制门U3AU3D均“见01,输出高电平,4个用来存储抢答信号的基本RS触发器处于保持状态,Q1Q4仍输出零;U4B输出高电平使反相器U6B输出低电平,使DS发光,以示已准备好,可以抢答。

       当某一选手按下K1K4中的任一按钮时,这一抢答信号通过控制门,使相应的基本RS触发器置1,相对应的反相器输出低电平,该路的LED发光以示抢答成功。例如,当选手按下K2时,U1D输出高电平,Q2=1U6D输出低电平,D2发光,表示选手2抢答成功。同时,这一抢答又使或非门U5A输出低电平而使U3CU3D组成的基本RS触发器翻转,使Qs=0。其结果是,4个控制门被封锁,K1K4暂不起作用,使整个电路保持在最先按键者抢答成功的状态,蜂鸣器发声以示有人抢答成功。如需恢复等待抢答状态,主持人按一下复            位按钮Ks,抢答器即复位,可再次进行抢答。

  U6AU6F是反相驱动器,用以推动LEDQ1的作用是驱动蜂鸣器B1R6R11R12是限流电阻。

       三、安装与调试

       电路可安装在万能电路板上,最好不要用面包板插接。选择较大的万能板摆放元件时要注意整齐和走线方便,最好在正面走线,反面焊接。

       为了提高电路制作的成功率,可以把线路制作成印刷电路板。在设计印刷电路板时要注意,元件间留有适当的距离,如能在设计时预留外接按钮及指示灯插座的位置,则此电路即为一个实用的抢答器,可在智力测验中使用。图2为主持人外接电路的连接图,图3为选手2外接电路的连接图。

       电路中的与非门采用的是内部有4个与非门单元的CMOS集成电路4011,或非门用4002,驱动电路采用的是具有反相功能的4069,蜂鸣器应用额定电压为3V的直流蜂鸣器。此电路的调试极为简单,焊接好,检查无误后,只需加上正确的电源电压即可实现抢答功能。由于电路采用的是4000系列的CMOS集成电路,电路的电压使用范围较广(318V),但一般加5V左右的电压为好,调试注意选取LED和蜂鸣器限流电阻的参数,使LED的亮度和蜂鸣器的响度适中。一般,应使LED的电流为5mA10mA,蜂鸣器的电流为20mA30mA

 

 

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